JP4920396B2

JP4920396B2 - タッチパネル制御装置

Info

Publication number: JP4920396B2
Application number: JP2006338826A
Authority: JP
Inventors: 武典川又
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2026-12-15
Also published as: JP2008152468A

Description

この発明は、タッチパネルの操作状態を検知して、タッチパネルの不良などを検知することが可能なタッチパネル制御装置に関するものである。

近年、より直感的かつ簡便な入力インタフェースを実現するために、タッチパネルを搭載している機器が増加している。
タッチパネルにおいては、ユーザが、例えば自己の指でディスプレイの表面に触れるなどの簡単な操作で入力を行うことができる。
しかし、ユーザが手をついて操作すること（所謂手つき）による誤動作、複数点を同時に押下してしまうことによる誤動作、タッチパネルの上部電極と下部電極が経年変化等の要因で接触してしまうことによる誤動作などが発生することがある。

そこで、従来のタッチパネル制御装置では、タッチパネルの操作面上に電極層を設け、その電極層を利用して、タッチパネルに対する操作状態を検知することにより、上記のような誤動作の発生を検知するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１１２６５９号公報（段落番号［００１６］から［００１７］、図２）

従来のタッチパネル制御装置は以上のように構成されているので、タッチパネルの操作面上に電極層を設ければ、タッチパネルの状態（例えば、経年変化による上部電極と下部電極の接触）を検知することができる。しかし、タッチパネルの操作面上に電極層を設けると、装置コストが上昇するほか、その電極層を保護する保護材を重ねる必要があるため、上部電極と下部電極の接触位置を検出するアナログ抵抗膜タッチパネルにおいては反応加重が高くなり、ユーザがアナログ抵抗膜タッチパネルを強く押下しなければ、接触位置を検出することができなくなるなどの課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、アナログ抵抗膜方式タッチパネルの操作面上に電極層を設けることなく、アナログ抵抗膜方式タッチパネルの状態を検知することができるタッチパネル制御装置を得ることを目的とする。

この発明に係るタッチパネル制御装置は、アナログ抵抗膜方式タッチパネルが押下されて、水平座標抵抗板と垂直座標抵抗板が接触すると、その水平座標抵抗板と垂直座標抵抗板の接触箇所を示す水平座標及び垂直座標を検出する座標検出手段のほかに、水平座標抵抗板又は垂直座標抵抗板の少なくとも一方を静電センサとして利用して、ユーザによりアナログ抵抗膜方式タッチパネルが操作される状況下において、ユーザの指がアナログ抵抗膜方式タッチパネルに近づけられている状態での静電容量を検出するとともに、ユーザによりアナログ抵抗膜方式タッチパネルが操作されない状況下であって、ユーザの指がアナログ抵抗膜方式タッチパネルに近づけられていない状態での静電容量を検出する静電容量検出手段と、座標検出手段における座標検出処理及び静電容量検出手段における静電容量検出を制御する制御部とを設け、その静電容量検出手段が静電容量を検出する際、その制御部が座標検出手段をアナログ抵抗膜方式タッチパネルから切り離すようにしたものである。

この発明によれば、アナログ抵抗膜方式タッチパネルが押下されて、水平座標抵抗板と垂直座標抵抗板が接触すると、その水平座標抵抗板と垂直座標抵抗板の接触箇所を示す水平座標及び垂直座標を検出する座標検出手段のほかに、水平座標抵抗板又は垂直座標抵抗板の少なくとも一方を静電センサとして利用して、ユーザによりアナログ抵抗膜方式タッチパネルが操作される状況下において、ユーザの指がアナログ抵抗膜方式タッチパネルに近づけられている状態での静電容量を検出するとともに、ユーザによりアナログ抵抗膜方式タッチパネルが操作されない状況下であって、ユーザの指がアナログ抵抗膜方式タッチパネルに近づけられていない状態での静電容量を検出する静電容量検出手段と、座標検出手段における座標検出処理及び静電容量検出手段における静電容量検出を制御する制御部とを設け、その静電容量検出手段が静電容量を検出する際、その制御部が座標検出手段をアナログ抵抗膜方式タッチパネルから切り離すように構成したので、アナログ抵抗膜方式タッチパネルの操作面上に電極層を設けることなく、アナログ抵抗膜方式タッチパネルの状態を検知することができる効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるタッチパネル制御装置を示す構成図であり、図２はこの発明の実施の形態１によるタッチパネル制御装置のアナログ抵抗膜方式タッチパネルの構造を示す斜視図である。
また、図３はこの発明の実施の形態１によるタッチパネル制御装置を示す回路図である。

図において、アナログ抵抗膜方式タッチパネル１はＸ座標抵抗板２とＹ座標抵抗板３とが所定の絶縁空隙を介して重合されているタッチパネルである。
水平座標抵抗板であるＸ座標抵抗板２はＸ方向（タッチパネル制御装置の横方向）の一方の端部に、Ｘ方向と直交しているＹ方向（タッチパネル制御装置の縦方向）に延びている線状のプラス電極であるＸ＋電極２ａが形成され、他方の端部にＹ方向に延びている線状のマイナス電極であるＸ−電極２ｂが形成されている。
垂直座標抵抗板であるＹ座標抵抗板３はＹ方向の一方の端部にＸ方向に延びている線状のプラス電極であるＹ＋電極３ａが形成され、他方の端部にＸ方向に延びている線状のマイナス電極であるＹ−電極３ｂが形成されている。

制御部４はトランジスタ５〜８を制御して、アナログ抵抗膜方式タッチパネル１に対する押下座標検出部９の接続を制御するとともに、押下座標検出部９及び静電容量検出部１０の処理を制御する。
押下座標検出部９は制御部４によりアナログ抵抗膜方式タッチパネル１と接続されている状態で、ユーザによりアナログ抵抗膜方式タッチパネル１が押下されて、Ｘ座標抵抗板２とＹ座標抵抗板３が接触すると、Ｘ座標抵抗板２とＹ座標抵抗板３の接触箇所を示すＸ座標とＹ座標を検出する処理を実施する。なお、押下座標検出部９は座標検出手段を構成している。

静電容量検出部１０は制御部４により押下座標検出部９がアナログ抵抗膜方式タッチパネル１から切り離されている状態で、制御部４の指示の下、アナログ抵抗膜方式タッチパネル１を構成しているＸ座標抵抗板２又はＹ座標抵抗板３、あるいは、Ｘ座標抵抗板２とＹ座標抵抗板３の両方を静電センサとして利用して静電容量を検出する処理を実施する。なお、静電容量検出部１０は静電容量検出手段を構成している。
図４はこの発明の実施の形態１によるタッチパネル制御装置の制御部４の処理内容を示すフローチャートである。

次に動作について説明する。
制御部４は、ユーザがアナログ抵抗膜方式タッチパネル１を押下している座標を検出する場合、制御モードを座標検出モードに設定する（ステップＳＴ１）。
即ち、制御部４は、トランジスタ５〜８を制御して、押下座標検出部９をアナログ抵抗膜方式タッチパネル１と接続する。

制御部４は、アナログ抵抗膜方式タッチパネル１が押下されている位置のＸ座標を検出する場合、トランジスタ５をＯＦＦ、トランジスタ６をＯＦＦ、トランジスタ７をＯＮ、トランジスタ８をＯＮに設定する。
この状態で、ユーザがアナログ抵抗膜方式タッチパネル１を押下して、上部電極であるＸ座標抵抗板２の任意の位置（ユーザの指が触れている位置）がＹ座標抵抗板３と接触すると、Ｘ座標抵抗板２とＹ座標抵抗板３のＸ方向の接触位置に応じた電圧がＹ座標抵抗板３を通して、押下座標検出部９のＡＤ１端子に入力される。
押下座標検出部９は、ＡＤ１端子からＸ方向の接触位置に応じた電圧を受けると、その電圧をＸ座標に換算する。

制御部４は、アナログ抵抗膜方式タッチパネル１が押下されている位置のＹ座標を検出する場合、トランジスタ５をＯＮ、トランジスタ６をＯＮ、トランジスタ７をＯＦＦ、トランジスタ８をＯＦＦに設定する。
この状態で、ユーザがアナログ抵抗膜方式タッチパネル１を押下して、上部電極であるＸ座標抵抗板２の任意の位置（ユーザの指が触れている位置）がＹ座標抵抗板３と接触すると、Ｘ座標抵抗板２とＹ座標抵抗板３のＹ方向の接触位置に応じた電圧がＸ座標抵抗板２を通して、押下座標検出部９のＡＤ２端子に入力される。
押下座標検出部９は、ＡＤ２端子からＹ方向の接触位置に応じた電圧を受けると、その電圧をＹ座標に換算する。

制御部４は、押下座標検出部９が押下座標の検出処理を完了すると（ステップＳＴ２）、制御モードを静電容量検出モードに設定する（ステップＳＴ３）。
即ち、制御部４は、トランジスタ５〜８をオフに設定して、押下座標検出部９をアナログ抵抗膜方式タッチパネル１から切り離すようにする。

制御部４は、押下座標検出部９をアナログ抵抗膜方式タッチパネル１から切り離すと、静電容量の検出指令を静電容量検出部１０に出力する。
静電容量検出部１０は、制御部４から静電容量の検出指令を受けると、例えば、アナログ抵抗膜方式タッチパネル１のＸ座標抵抗板２を静電センサとして利用して静電容量を検出する（ステップＳＴ４）。
静電容量の検出方法には、チャージトランスファー方式、差動電流チャージ方式、リラクゼーションオシレータ方式などが存在するが、この実施の形態１では、外部抵抗が不要であり、静電センサを構成する電極を接続することで、静電容量の検出が可能なリラクゼーションオシレータ方式を用いるものとする。

以下、静電容量検出部１０における静電容量の検出処理を具体的に説明する。
まず、静電容量検出部１０は、ユーザがアナログ抵抗膜方式タッチパネル１を操作していない未操作時の静電容量（ユーザが指をアナログ抵抗膜方式タッチパネル１に近づけていない時の静電容量）を検出する。
即ち、静電容量検出部１０は、ＣＨＡ端子からアナログ抵抗膜方式タッチパネル１のＸ座標抵抗板２に電流を流すことにより、Ｘ座標抵抗板２の電極２ａ，２ｂと図示せぬグランド間に形成される寄生容量Ｃ１に電荷の充電を行う。

静電容量検出部１０は、電荷の充電により寄生容量Ｃ１の電圧が基準電圧（例えば、４Ｖ）まで上昇すると、ＣＨＡ端子を図示せぬグランドに接続することにより、寄生容量Ｃ１に充電されている電荷を放電する。
静電容量検出部１０は、電荷の放電により寄生容量Ｃ１の電圧が０Ｖになると、電荷の充電の開始から放電が完了するまでの経過時間ｔ１を測定する。
静電容量検出部１０は、経過時間ｔ１を測定すると、上記の充放電を所定回数Ａ（例えば、１００回）だけ繰り返し、下記に示すように、充放電の経過時間ｔ１を累積する。
Ｔ１＝Σｔ１
ただし、ΣはＡ個のｔ１の総和を求める数学記号である。

次に、静電容量検出部１０は、ユーザが指をアナログ抵抗膜方式タッチパネル１に近づける操作時の静電容量を検出する。
即ち、静電容量検出部１０は、ＣＨＡ端子からアナログ抵抗膜方式タッチパネル１のＸ座標抵抗板２に電流を流すことにより、Ｘ座標抵抗板２の電極２ａ，２ｂと図示せぬグランド間に形成される寄生容量Ｃ１に電荷の充電を行う。
この場合、Ｘ座標抵抗板２の電極２ａ，２ｂとユーザの指との間にも容量Ｃ２が発生するので、全体の容量Ｃ３は、寄生容量Ｃ１と容量Ｃ２の合計量になる。

静電容量検出部１０は、電荷の充電により寄生容量Ｃ１の電圧が基準電圧（例えば、４Ｖ）まで上昇すると、ＣＨＡ端子を図示せぬグランドに接続することにより、寄生容量Ｃ１に充電されている電荷を放電する。
静電容量検出部１０は、電荷の放電により寄生容量Ｃ１の電圧が０Ｖになると、電荷の充電の開始から放電が完了するまでの経過時間ｔ２を測定する。
操作時の場合、全体の容量Ｃ３が容量Ｃ２の分だけ、未操作時より増加しているので、経過時間ｔ２は、経過時間ｔ１より長い時間になる。
静電容量検出部１０は、経過時間ｔ２を測定すると、上記の充放電を所定回数Ａ（例えば、１００回）だけ繰り返し、下記に示すように、充放電の経過時間ｔ２を累積する。
Ｔ２＝Σｔ２
ただし、ΣはＡ個のｔ２の総和を求める数学記号である。

静電容量検出部１０は、未操作時の経過時間Ｔ１と、操作時の経過時間Ｔ２とを測定すると、その経過時間Ｔ１とＴ２の差分、あるいは、その経過時間Ｔ１とＴ２の比を容量値の変化として捉え、その容量値の変化が所定の閾値ＴＨ１以下であれば、未操作時においても、アナログ抵抗膜方式タッチパネル１のＸ座標抵抗板２とＹ座標抵抗板３の一部が既に接触している可能性、あるいは、Ｘ座標抵抗板２とＹ座標抵抗板３の一部がもう少しで接触してしまう可能性が高いので、アナログ抵抗膜方式タッチパネル１の不良を認定する。
また、静電容量検出部１０は、上記の容量値の変化が所定の閾値ＴＨ２（ただし、ＴＨ１＜ＴＨ２）以上であれば、アナログ抵抗膜方式タッチパネル１に対するユーザの手つきを認定する。

ここでは、制御部４が制御モードを静電容量検出モードに設定すると、静電容量検出部１０が未操作時の経過時間Ｔ１と、操作時の経過時間Ｔ２とを測定するものについて示したが、未操作時の経過時間Ｔ１については、アナログ抵抗膜方式タッチパネル１が経年劣化を起こしていない正常状態のとき、静電容量検出部１０が事前に測定して記憶しておき、制御部４が制御モードを静電容量検出モードに設定すると、操作時の経過時間Ｔ２のみを測定するようにしてもよい。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、アナログ抵抗膜方式タッチパネル１が押下されて、Ｘ座標抵抗板２とＹ座標抵抗板３が接触すると、Ｘ座標抵抗板２とＹ座標抵抗板３の接触箇所を示すＸ座標とＹ座標を検出する押下座標検出部９のほかに、Ｘ座標抵抗板２を静電センサとして利用して、静電容量を検出する静電容量検出部１０を設けるように構成したので、アナログ抵抗膜方式タッチパネル１の操作面上に電極層を設けることなく、アナログ抵抗膜方式タッチパネル１の状態を検知することができる効果を奏する。

また、この実施の形態１によれば、静電容量検出部１０が、ユーザがアナログ抵抗膜方式タッチパネル１を操作していない未操作時の静電容量を検出するとともに、ユーザが指をアナログ抵抗膜方式タッチパネルに近づける操作時の静電容量を検出し、未操作時の静電容量と操作時の静電容量の差分又は比が閾値ＴＨ１以下であれば、アナログ抵抗膜方式タッチパネル１の不良を認定するように構成したので、アナログ抵抗膜方式タッチパネル１の不良を確実に検知することができる効果を奏する。

この実施の形態１によれば、静電容量検出部１０が、ユーザがアナログ抵抗膜方式タッチパネル１を操作していない未操作時の静電容量を検出するとともに、ユーザが指をアナログ抵抗膜方式タッチパネルに近づける操作時の静電容量を検出し、未操作時の静電容量と操作時の静電容量の差分又は比が閾値ＴＨ２以上であれば、アナログ抵抗膜方式タッチパネル１に対するユーザの手つきを認定するように構成したので、ユーザの手つきによる誤動作を検出することができる効果を奏する。

なお、この実施の形態１では、静電容量検出部１０がＣＨＡ端子からアナログ抵抗膜方式タッチパネル１のＸ座標抵抗板２に電流を流すことにより、Ｘ座標抵抗板２を静電センサとして利用するものについて示したが、静電容量検出部１０がＣＨＡ端子からアナログ抵抗膜方式タッチパネル１のＹ座標抵抗板３に電流を流すことにより、Ｙ座標抵抗板３を静電センサとして利用するようにしてもよい。
あるいは、静電容量検出部１０がＣＨＡ端子からＸ座標抵抗板２及びＹ座標抵抗板３の両方に電流を流すことにより、Ｘ座標抵抗板２及びＹ座標抵抗板３の両方を静電センサとして利用するようにしてもよい。

また、この実施の形態１では、押下座標検出部９が押下座標を検出してから、静電容量検出部１０が静電容量を検出するものについて示したが、図５に示すように、静電容量検出部１０が静電容量を検出してから、押下座標検出部９が押下座標を検出するようにしてもよい。

実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２によるタッチパネル制御装置を示す構成図であり、図７はこの発明の実施の形態２によるタッチパネル制御装置のマトリックス抵抗膜方式タッチパネルの構造を示す斜視図である。
また、図８はこの発明の実施の形態２によるタッチパネル制御装置を示す回路図である。

図において、マトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１はＸ座標抵抗板１２とＹ座標抵抗板１３とが所定の絶縁空隙を介して重合されているタッチパネルである。
水平座標抵抗板であるＸ座標抵抗板１２はＹ方向に延びている線状の電極Ｘｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）がＸ方向に複数本配置されている。
垂直座標抵抗板であるＹ座標抵抗板１３はＸ方向に延びている線状の電極Ｙｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）がＹ方向に複数本配置されている。

制御部１４はトランジスタアレイ１７を制御して、マトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１のＸ座標抵抗板１２に対するＸ座標検出部１９ａの接続を制御するとともに、マトリックス押下座標検出部１９及び静電容量検出部２０の処理を制御する。
トランジスタ１５は制御部１４によりＯＮの状態にされると、Ｘ座標抵抗板１２における電極Ｘ１，Ｘ２，・・・，ＸＮをグランドに落とすスイッチング素子である。
トランジスタ１６は制御部１４によりＯＮの状態にされると、Ｙ座標抵抗板１３における電極Ｙ１，Ｙ２，・・・，ＹＭをグランドに落とすスイッチング素子である。
トランジスタ１７は制御部１４によりＯＦＦの状態にされると、マトリックス押下座標検出部１９のＸ座標検出部１９ａをＸ座標抵抗板１２から切り離すスイッチング素子である。
アナログスイッチ１８はＸ座標抵抗板１２における電極Ｘ１，Ｘ２，・・・，ＸＮを１つに結合するスイッチング素子である。

マトリックス押下座標検出部１９はＸ座標検出部１９ａとＹ座標検出部１９ｂから構成されている。
Ｘ座標検出部１９ａは制御部１４によりマトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１と接続されている状態で、ユーザによりマトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１が押下されて、Ｘ座標抵抗板１２とＹ座標抵抗板１３が接触すると、Ｘ座標抵抗板１２とＹ座標抵抗板１３の接触箇所を示すＸ座標を検出する処理を実施する。
Ｙ座標検出部１９ｂはユーザによりマトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１が押下されて、Ｘ座標抵抗板１２とＹ座標抵抗板１３が接触すると、Ｘ座標抵抗板１２とＹ座標抵抗板１３の接触箇所を示すＹ座標を検出する処理を実施する。
なお、マトリックス押下座標検出部１９は座標検出手段を構成している。

静電容量検出部２０は制御部１４の指示の下、マトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１を構成しているＸ座標抵抗板１２又はＹ座標抵抗板１３、あるいは、Ｘ座標抵抗板１２とＹ座標抵抗板１３の両方を静電センサとして利用して静電容量を検出する処理を実施する。なお、静電容量検出部２０は静電容量検出手段を構成している。
図９はこの発明の実施の形態２によるタッチパネル制御装置の制御部１４の処理内容を示すフローチャートである。

次に動作について説明する。
制御部１４は、ユーザがマトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１を押下している座標を検出する場合、制御モードを座標検出モードに設定する（ステップＳＴ１１）。
即ち、制御部１４は、マトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１が押下されている位置のＸ座標を検出する場合、トランジスタアレイ１５をＯＦＦ、トランジスタアレイ１６をＯＮ、トランジスタアレイ１７をＯＮに設定する。
この状態で、ユーザがマトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１を押下すると、上部電極であるＸ座標抵抗板１２の何れかの電極Ｘｎ（ユーザの指が触れている位置にある電極）が、Ｙ座標抵抗板１３の何れかの電極Ｙｍと接触する。
このとき、トランジスタアレイ１６がＯＮであるため、Ｙ座標抵抗板１３における全ての電極Ｙ１，Ｙ２，・・・，ＹＭがグランド電位であり、ユーザの指が触れている位置にある電極Ｘｎの電位もグランドに落ちる。

押下座標検出部９のＸ座標検出部１９ａは、電位入力端子ＩＸ１，ＩＸ２，・・・，ＩＸＮからトランジスタアレイ１７を通じて、Ｘ座標抵抗板１２における全ての電極Ｘ１，Ｘ２，・・・，ＸＮの電位を入力し、電位がグランドに落ちている電極Ｘｎを検出する。
押下座標検出部９のＸ座標検出部１９ａは、電位がグランドに落ちている電極Ｘｎを検出すると、その電極Ｘｎが配置されている位置をＸ座標に換算する。

制御部１４は、マトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１が押下されている位置のＹ座標を検出する場合、トランジスタアレイ１５をＯＮ、トランジスタアレイ１６をＯＦＦ、トランジスタアレイ１７をＯＦＦに設定する。
この状態で、ユーザがマトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１を押下すると、上部電極であるＸ座標抵抗板１２の何れかの電極Ｘｎ（ユーザの指が触れている位置にある電極）が、Ｙ座標抵抗板１３の何れかの電極Ｙｍと接触する。
このとき、トランジスタアレイ１５がＯＮであるため、Ｘ座標抵抗板１２における全ての電極Ｘ１，Ｘ２，・・・，ＸＮがグランド電位であり、ユーザの指が触れている位置にある電極Ｙｍの電位もグランドに落ちる。

押下座標検出部９のＹ座標検出部１９ｂは、電位入力端子ＩＹ１，ＩＹ２，・・・，ＩＹＭからＹ座標抵抗板１３における全ての電極Ｙ１，Ｙ２，・・・，ＹＭの電位を入力し、電位がグランドに落ちている電極Ｙｍを検出する。
押下座標検出部９のＹ座標検出部１９ｂは、電位がグランドに落ちている電極Ｙｍを検出すると、その電極Ｙｍが配置されている位置をＹ座標に換算する。

制御部１４は、マトリックス押下座標検出部１９が押下座標の検出処理を完了すると（ステップＳＴ１２）、制御モードを静電容量検出モードに設定する（ステップＳＴ１３）。
即ち、制御部１４は、トランジスタアレイ１５〜１７をオフに設定して、マトリックス押下座標検出部１９のＸ座標検出部１９ａをＸ座標抵抗板１２から切り離すようにする。

制御部１４は、マトリックス押下座標検出部１９のＸ座標検出部１９ａをＸ座標抵抗板１２から切り離すと、静電容量の検出指令を静電容量検出部２０に出力する。
静電容量検出部２０は、制御部１４から静電容量の検出指令を受けると、例えば、マトリックス押下座標検出部１９のＸ座標検出部１９ａを静電センサとして利用して静電容量を検出する（ステップＳＴ１４）。

以下、静電容量検出部２０における静電容量の検出処理を具体的に説明する。
まず、静電容量検出部２０は、ユーザがマトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１を操作していない未操作時の静電容量（ユーザが指をマトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１に近づけていない時の静電容量）を検出する。
即ち、静電容量検出部２０は、ＣＨＡ端子からマトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１のＸ座標抵抗板１２に電流を流すことにより、Ｘ座標抵抗板１２の電極Ｘｎと図示せぬグランド間に形成される寄生容量Ｃ１に電荷の充電を行う。

静電容量検出部２０は、電荷の充電により寄生容量Ｃ４の電圧が基準電圧（例えば、４Ｖ）まで上昇すると、ＣＨＡ端子を図示せぬグランドに接続することにより、寄生容量Ｃに充電されている電荷を放電する。
静電容量検出部２０は、電荷の放電により寄生容量Ｃ４の電圧が０Ｖになると、電荷の充電の開始から放電が完了するまでの経過時間ｔ３を測定する。
静電容量検出部２０は、経過時間ｔ３を測定すると、上記の充放電を所定回数Ｂ（例えば、１００回）だけ繰り返し、下記に示すように、充放電の経過時間ｔ３を累積する。
Ｔ３＝Σｔ３
ただし、ΣはＢ個のｔ３の総和を求める数学記号である。

次に、静電容量検出部２０は、ユーザが指をマトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１に近づける操作時の静電容量を検出する。
即ち、静電容量検出部２０は、ＣＨＡ端子からマトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１のＸ座標抵抗板１２に電流を流すことにより、Ｘ座標抵抗板１２の電極Ｘｎと図示せぬグランド間に形成される寄生容量Ｃ４に電荷の充電を行う。
この場合、Ｘ座標抵抗板１２の電極Ｘｎとユーザの指との間にも容量Ｃ５が発生するので、全体の容量Ｃ６は、寄生容量Ｃ４と容量Ｃ５の合計量になる。

静電容量検出部２０は、電荷の充電により寄生容量Ｃ４の電圧が基準電圧（例えば、４Ｖ）まで上昇すると、ＣＨＡ端子を図示せぬグランドに接続することにより、寄生容量Ｃ４に充電されている電荷を放電する。
静電容量検出部２０は、電荷の放電により寄生容量Ｃ４の電圧が０Ｖになると、電荷の充電の開始から放電が完了するまでの経過時間ｔ４を測定する。
操作時の場合、全体の容量Ｃ６が容量Ｃ５の分だけ、未操作時より増加しているので、経過時間ｔ４は、経過時間ｔ３より長い時間になる。
静電容量検出部２０は、経過時間ｔ４を測定すると、上記の充放電を所定回数Ｂ（例えば、１００回）だけ繰り返し、下記に示すように、充放電の経過時間ｔ４を累積する。
Ｔ４＝Σｔ４
ただし、ΣはＢ個のｔ４の総和を求める数学記号である。

静電容量検出部２０は、未操作時の経過時間Ｔ３と、操作時の経過時間Ｔ４とを測定すると、その経過時間Ｔ３とＴ４の差分、あるいは、その経過時間Ｔ３とＴ４の比を容量値の変化として捉え、その容量値の変化が所定の閾値ＴＨ１以下であれば、未操作時においても、マトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１のＸ座標抵抗板１２とＹ座標抵抗板１３の一部が既に接触している可能性、あるいは、Ｘ座標抵抗板１２とＹ座標抵抗板１３の一部がもう少しで接触してしまう可能性が高いので、マトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１の不良を認定する。
また、静電容量検出部２０は、上記の容量値の変化が所定の閾値ＴＨ２（ただし、ＴＨ１＜ＴＨ２）以上であれば、マトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１に対するユーザの手つきを認定する。

ここでは、制御部１４が制御モードを静電容量検出モードに設定すると、静電容量検出部２０が未操作時の経過時間Ｔ３と、操作時の経過時間Ｔ４とを測定するものについて示したが、未操作時の経過時間Ｔ３については、マトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１が経年劣化を起こしていない正常状態のとき、静電容量検出部２０が事前に測定して記憶しておき、制御部１４が制御モードを静電容量検出モードに設定すると、操作時の経過時間Ｔ４のみを測定するようにしてもよい。

以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、マトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１が押下されて、Ｘ座標抵抗板１２とＹ座標抵抗板１３が接触すると、Ｘ座標抵抗板１２とＹ座標抵抗板１３の接触箇所を示すＸ座標とＹ座標を検出するマトリックス押下座標検出部１９のほかに、Ｘ座標抵抗板１２を静電センサとして利用して、静電容量を検出する静電容量検出部２０を設けるように構成したので、マトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１の操作面上に電極層を設けることなく、マトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１の状態を検知することができる効果を奏する。

なお、この実施の形態２では、静電容量検出部２０がＣＨＡ端子からマトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１のＸ座標抵抗板１２に電流を流すことにより、Ｘ座標抵抗板１２を静電センサとして利用するものについて示したが、静電容量検出部２０がＣＨＡ端子からマトリックス抵抗膜方式タッチパネル１１のＹ座標抵抗板１３に電流を流すことにより、Ｙ座標抵抗板１３を静電センサとして利用するようにしてもよい。
あるいは、静電容量検出部２０がＣＨＡ端子からＸ座標抵抗板１２及びＹ座標抵抗板１３の両方に電流を流すことにより、Ｘ座標抵抗板１２及びＹ座標抵抗板１３の両方を静電センサとして利用するようにしてもよい。

また、この実施の形態２では、マトリックス押下座標検出部１９が押下座標を検出してから、静電容量検出部２０が静電容量を検出するものについて示したが、静電容量検出部２０が静電容量を検出してから、マトリックス押下座標検出部１９が押下座標を検出するようにしてもよい。

この発明の実施の形態１によるタッチパネル制御装置を示す構成図である。この発明の実施の形態１によるタッチパネル制御装置のアナログ抵抗膜方式タッチパネルの構造を示す斜視図である。この発明の実施の形態１によるタッチパネル制御装置を示す回路図である。この発明の実施の形態１によるタッチパネル制御装置の制御部の処理内容を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１によるタッチパネル制御装置の制御部の処理内容を示すフローチャートである。この発明の実施の形態２によるタッチパネル制御装置を示す構成図である。この発明の実施の形態２によるタッチパネル制御装置のマトリックス抵抗膜方式タッチパネルの構造を示す斜視図である。この発明の実施の形態２によるタッチパネル制御装置を示す回路図である。この発明の実施の形態２によるタッチパネル制御装置の制御部の処理内容を示すフローチャートである。

符号の説明

１アナログ抵抗膜方式タッチパネル、２Ｘ座標抵抗板（水平座標抵抗板）、２ａＸ＋電極（プラス電極）、２ｂＸ−電極（マイナス電極）、３Ｙ座標抵抗板（垂直座標抵抗板）、３ａＹ＋電極（プラス電極）、３ｂＹ−電極（マイナス電極）、４制御部、５〜８トランジスタ、９押下座標検出部（座標検出手段）、１０静電容量検出部（静電容量検出手段）、１１マトリックス抵抗膜方式タッチパネル、１２Ｘ座標抵抗板（水平座標抵抗板）、１３Ｙ座標抵抗板（垂直座標抵抗板）、１４制御部、１５〜１７トランジスタアレイ、１８アナログスイッチ、１９マトリックス押下座標検出部（座標検出手段）、１９ａＸ座標検出部、１９ｂＹ座標検出部、２０静電容量検出部（静電容量検出手段）。

Claims

タッチパネル制御装置の横方向をＸ方向、上記タッチパネル制御装置の縦方向をＹ方向とするとき、
Ｘ方向の一方の端部にＹ方向に延びている線状のプラス電極であるＸ＋電極が形成され、Ｘ方向の他方の端部にＹ方向に延びている線状のマイナス電極であるＸ−電極が形成されている水平座標抵抗板と、Ｙ方向の一方の端部にＸ方向に延びている線状のプラス電極であるＹ＋電極が形成され、Ｙ方向の他方の端部にＸ方向に延びている線状のマイナス電極であるＹ−電極が形成されている垂直座標抵抗板とが所定の絶縁空隙を介して重合されているアナログ抵抗膜方式タッチパネルと、
上記アナログ抵抗膜方式タッチパネルが押下されて、上記水平座標抵抗板と上記垂直座標抵抗板が接触すると、上記水平座標抵抗板と上記垂直座標抵抗板の接触箇所を示す水平座標及び垂直座標を検出する座標検出手段と、
上記水平座標抵抗板又は上記垂直座標抵抗板の少なくとも一方を静電センサとして利用して、ユーザにより上記アナログ抵抗膜方式タッチパネルが操作される状況下において、ユーザの指が上記アナログ抵抗膜方式タッチパネルに近づけられている状態での静電容量を検出するとともに、ユーザにより上記アナログ抵抗膜方式タッチパネルが操作されない状況下であって、ユーザの指が上記アナログ抵抗膜方式タッチパネルに近づけられていない状態での静電容量を検出する静電容量検出手段と、
上記座標検出手段における座標検出処理及び上記静電容量検出手段における静電容量検出を制御する制御部とを備え、
上記制御部は、上記静電容量検出手段が静電容量を検出する際、上記座標検出手段を上記アナログ抵抗膜方式タッチパネルから切り離すことを特徴とするタッチパネル制御装置。
静電容量検出手段は、制御部の指示の下で、ユーザの指がアナログ抵抗膜方式タッチパネルに近づけられている状態での静電容量と近づけられていない状態での静電容量とを検出すると、近づけられている状態での静電容量と近づけられていない状態での静電容量との差分又は比が閾値以下であれば、上記アナログ抵抗膜方式タッチパネルの不良を認定することを特徴とする請求項１記載のタッチパネル制御装置。
静電容量検出手段は、制御部の指示の下で、ユーザの指がアナログ抵抗膜方式タッチパネルに近づけられている状態での静電容量と近づけられていない状態での静電容量とを検出すると、近づけられている状態での静電容量と近づけられていない状態での静電容量との差分又は比が閾値以上であれば、上記アナログ抵抗膜方式タッチパネルに対するユーザの手つきを認定することを特徴とする請求項１記載のタッチパネル制御装置。
タッチパネル制御装置の横方向をＸ方向、上記タッチパネル制御装置の縦方向をＹ方向とするとき、
Ｙ方向に延びている線状の電極がＸ方向に複数本配置されている水平座標抵抗板と、Ｘ方向に延びている線状の電極がＹ方向に複数本配置されている垂直座標抵抗板とが所定の絶縁空隙を介して重合されているマトリックス抵抗膜方式タッチパネルと、
上記マトリックス抵抗膜方式タッチパネルが押下されて、上記水平座標抵抗板と上記垂直座標抵抗板が接触すると、上記水平座標抵抗板と上記垂直座標抵抗板の接触箇所を示す水平座標及び垂直座標を検出する座標検出手段と、
上記水平座標抵抗板又は上記垂直座標抵抗板の少なくとも一方を静電センサとして利用して、ユーザにより上記マトリックス抵抗膜方式タッチパネルが操作される状況下において、ユーザの指が上記マトリックス抵抗膜方式タッチパネルに近づけられている状態での静電容量を検出するとともに、ユーザにより上記マトリックス抵抗膜方式タッチパネルが操作されない状況下であって、ユーザの指が上記マトリックス抵抗膜方式タッチパネルに近づけられていない状態での静電容量を検出する静電容量検出手段と、
上記座標検出手段における座標検出処理及び上記静電容量検出手段における静電容量検出を制御する制御部とを備え、
上記制御部は、上記静電容量検出手段が静電容量を検出する際、上記座標検出手段を上記マトリックス抵抗膜方式タッチパネルから切り離すことを特徴とするタッチパネル制御装置。
静電容量検出手段は、制御部の指示の下で、ユーザの指がマトリックス抵抗膜方式タッチパネルに近づけられている状態での静電容量と近づけられていない状態での静電容量とを検出すると、近づけられている状態での静電容量と近づけられていない状態での静電容量との差分又は比が閾値以下であれば、上記マトリックス抵抗膜方式タッチパネルの不良を認定することを特徴とする請求項４記載のタッチパネル制御装置。
静電容量検出手段は、制御部の指示の下で、ユーザの指がマトリックス抵抗膜方式タッチパネルに近づけられている状態での静電容量と近づけられていない状態での静電容量とを検出すると、近づけられている状態での静電容量と近づけられていない状態での静電容量との差分又は比が閾値以上であれば、上記マトリックス抵抗膜方式タッチパネルに対するユーザの手つきを認定することを特徴とする請求項４記載のタッチパネル制御装置。